Оптимизация автоматической регулировки усиления при работе в узкой ширине полосы
Изобретение относится к способу регулировки усиления усилителя приемника, работающего в системе сотовой связи. Технический результат заключается в обеспечении возможности избегать излишней траты времени и энергии для получения значений коэффициента усиления. Способ включает в себя: определение разности частот между текущей несущей частотой и целевой несущей частотой; сравнение разности частот с первым пороговым значением; в ответ на удовлетворение первого критерия, который заключается в том, что разность частот больше первого порогового значения, выполнение полного алгоритма автоматической регулировки усиления для получения целевого значения коэффициента усиления; в ответ на удовлетворение второго критерия, который заключается в том, что разность частот меньше первого порогового значения, выполнение оптимизированного алгоритма автоматической регулировки усиления для получения целевого значения коэффициента усиления, при этом оптимизированный алгоритм автоматической регулировки усиления использует в качестве начальной точки текущее значение коэффициента усиления; и использование целевого значения коэффициента усиления для регулировки коэффициента усиления усилителя. 5 н. и 25 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к автоматической регулировке усиления (АРУ) в радиоприемнике и, в частности, к технологии, которая оптимизирует АРУ в сценариях, когда одновременно принимается только часть полной ширины полосы пропускания.
Уровень техники
Одним из самых важных свойств переносного устройства является срок службы его батареи. В абонентской станции в системе мобильной связи доминирующим потребителем энергии является радиосхема. В некоторых случаях радиосхема абонентской станции может потреблять более 50% общего потребления энергии. Таким образом, минимизация времени, в течение которого радиосхема должна быть активной, имеет решающее значение для продления срока службы батареи абонентской станции.
Из-за ограниченного динамического диапазона приемника абонентской станции необходимо перед приемом отрегулировать коэффициент усиления. Алгоритм АРУ, отвечающий за эту настройку, обычно начинается с установки для одного или нескольких усилителей некоторого начального коэффициента усиления. Затем измеряется мощность принятого сигнала, и коэффициент усиления корректируется соответствующим образом. Эта процедура повторяется затем до тех пор, пока не будет найдено хорошее значение коэффициента усиления. При хорошем начальном предположении алгоритму обычно требуется меньше времени для конвергенции (для упомянутой подстройки). Поскольку усиление должно быть отрегулировано до приема полезных данных, необходимо знать, сколько времени потребуется алгоритму АРУ для достижения конвергенции, чтобы прием можно было начать в нужное время. Таким образом, чтобы иметь возможность сократить дополнительное время, требующееся до начала приема, необходимо заранее знать, что можно использовать оптимизированный алгоритм; в противном случае следует рассчитывать на наихудшее время для конвергенции. В некоторых ситуациях может быть даже возможным использование значения коэффициента усиления из предыдущего сеанса работы алгоритма АРУ.
Алгоритмы АРУ обычно состоят из трех этапов: измерения мощности, вычисления коэффициента усиления и срабатывания. Целью этапа измерения мощности является оценка принимаемой мощности сигнала. На этапе вычисления коэффициента усиления определяется подходящее значение усиления; и на этапе срабатывания это значение усиления применяется в цепи приемника.
Чтобы иметь возможность произвести достоверную оценку, сигнал, на котором основана оценка, должен быть репрезентативным для сигнала, который требуется принять. Например, в случае расширенного универсального наземного радиодоступа (E-UTRA) может быть выделено несколько субкадров для мультимедийной широковещательной передачи по одночастотной сети (MBSFN), или в случае режима дуплекса с временным разделением каналов (TDD) может быть выделено несколько субкадров для передачи по восходящей линии связи. В каждом из этих примеров эти субкадры не являются репрезентативными для желаемого сигнала и, следовательно, не подходят для измерения мощности. Например, субкадры MBSFN могут использоваться усовершенствованной базовой станцией (eNB) в целях экономии энергии и, следовательно, не содержат или, по меньшей мере, содержат очень мало мощности по сравнению с субкадрами, выделенными для регулярной передачи по нисходящей линии связи. Даже если все ячейки не синхронизированы во времени, в принимаемой мощности может доминировать соседняя базовая станция eNB. Таким образом, принятая мощность в субкадрах MBSFN может быть очень низкой по сравнению с обычными субкадрами. Кроме того, понятно, что субкадры, выделенные для передачи по восходящей линии связи, не могут использоваться для оценки мощности субкадров нисходящей линии связи. Таким образом, абонентская станция должна ограничивать измерения мощности некоторыми подходящими временными рамками. Это приводит к нежелательному эффекту, заключающемуся в том, что процедура АРУ может быть довольно затратной по времени.
Фиг. 1 и 2 иллюстрируют ограниченное время, имеющееся для проведения подходящих измерений мощности для случаев дуплекса с частотным (FDD) и временным (TDD) разделением каналов соответственно. На чертежах, помимо уже введенных сокращений, используются следующие сокращения:
• P-SCH — первичной канал синхронизации;
• S-SCH — вторичный канал синхронизации;
• TX — передача;
• GP — защитный интервал;
• UL — восходящая линия связи.
В частности, на фиг.1 изображены сигналы синхронизации и опорные символы, передаваемые в ячейке FDD. Показаны только центральные 72 поднесущих. Некоторые субкадры могут использоваться, например, для MBSFN передачи, и, следовательно, могут не содержать специфичных для соты опорных символов, иных чем первый символ.
На фиг. 2 изображены сигналы синхронизации и опорные символы, передаваемые в ячейке TDD. Показаны только центральные 72 поднесущих. Некоторые субкадры могут использоваться для передачи в восходящей линии связи и, следовательно, могут не содержать специфичные для соты опорные символы, в то время как другие субкадры могут использоваться для передачи в нисходящей линии связи, но используются для MBSFN передачи и, следовательно, содержат опорные сигналы только в первом символе.
Во время фазы срабатывания типичного алгоритма АРУ коэффициент усиления обычно изменяется в нескольких местах цепи приемника. Эти изменения ухудшают принятый сигнал, например, переходными процессами постоянного тока и разрывами фаз. Таким образом, изменения коэффициента должны быть ограничены моментами времени, когда влияние этих ухудшений будет ограничено (т.е. когда они не ухудшат прием данных). В случае приема канала E-UTRA эти изменения могут, например, проводиться на границах слота или субкадра.
Мерой вариаций частотного канала является так называемая ширина полосы когерентности, Bc ≈ 1/τmax, где τmax - максимальный разброс задержки (разность между первым и последним значительным сигналом в импульсном отклике). Ширина полосы когерентности для трех типичных профилей каналов (то есть расширенного пешеходного А (EPA), расширенного транспортного A (EVA) и расширенного типичного городского (ETU)), используемого в 3GPP, составляет 2,44 МГц, 0,40 МГц и 0,2 МГц. Примерные частотные характеристики для этих трех каналов показаны на фиг. 3a, 3b и 3c для случая соты 20 МГц в условиях хорошего покрытия.
Для сравнения на фиг. 4 показана частотная характеристика канала ETU 3GPP для соты 20 МГц в условиях низкого покрытия (отношение сигнал/шум -10 дБ).
Обычное приемное оборудование использует принцип "доверяй, но проверяй" в отношении АРУ. То есть АРУ используется всегда, независимо от того, действительно ли это необходимо. Такой консервативный подход в некоторых обстоятельствах приводит к неоправданно высокому потреблению мощности.
Сущность изобретения
Следует подчеркнуть, что термины "содержит" и "содержащий" при использовании в настоящем описании используются для указания наличия заявленных признаков, систем, этапов или компонентов; но использование этих терминов не исключает наличия или добавления одного или нескольких других признаков, систем, этапов, компонентов или их групп.
Кроме того, в некоторых местах (например, в формуле изобретения и в кратком изложении сущности изобретения) приводятся ссылочные позиции, чтобы облегчить идентификацию различных этапов и/или элементов. Однако использование ссылочных позиций не предназначено для того, чтобы навязывать или предполагать, что обозначенные таким образом этапы и/или элементы должны выполняться или выполняться в каком-либо конкретном порядке.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения вышеупомянутые и другие задачи достигаются с помощью технологии регулировки усиления усилителя в приемнике, работающем в системе сотовой связи. Регулировка усиления включает в себя определение разности частот между текущей частотой несущей и целевой частотой несущей и сравнение разности частот с первым пороговым значением. В ответ на удовлетворение первого критерия, который заключается в том, что разница частот превышает первое пороговое значение, выполняется полный алгоритм автоматической регулировки усиления для получения целевого коэффициента усиления. В ответ на удовлетворение второго критерия, который заключается в том, что разница частот меньше первого порогового значения, выполняется оптимизированный алгоритм автоматической регулировки усиления для получения целевого коэффициента усиления. Затем целевой коэффициент усиления используется для регулировки усиления усилителя.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления второй критерий дополнительно включает в себя критерий превышения разностью частот второго порогового значения.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления регулировка усиления включает в себя использование одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения второго критерия.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления регулировка усиления дополнительно включает в себя использование текущего значения коэффициента усиления в качестве целевого значения коэффициента усиления в ответ на удовлетворение третьего критерия, который заключается в том, что разница частот меньше как первого, так и второго пороговых значений.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления оптимизированный алгоритм автоматической регулировки усиления использует в качестве начальной точки текущее значение коэффициента усиления.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления регулировка усиления включает в себя определение одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления определение одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления включает в себя одно или несколько из следующих действий:
определение текущей степени покрытия приемника;
определение того, находятся ли текущая несущая частота и целевая несущая частота в пределах полосы пропускания системы нисходящей линии связи одной и той же соты системы сотовой связи;
определение того, связаны ли друг с другом исходная сота и целевая сота, причем исходная сота передает на текущей несущей частоте, а целевая сота передает на целевой несущей частоте; и
определение условий распространения сигнала, достигающего приемника.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления регулировка усиления включает в себя использование одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления использование одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия включает в себя использование модели канала и одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления использование одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для создания первого критерия включает в себя использование статической информации и одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления использование одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия включает в себя установление того, доступны ли архивные данные об изменчивости коэффициента усиления; и в случае доступности архивных данных об изменчивости коэффициента усиления, использование архивных данных об изменчивости коэффициента усиления и одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления регулировка усиления включает в себя обновление базы архивных данных об изменчивости коэффициента усиления на основе одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления.
В одном из аспектов некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления база архивных данных об изменчивости коэффициента усиления предоставляет информацию, указывающую, какие значения коэффициента усиления использовались в прошлом при приеме данных на одной или нескольких конкретных частотах.
Краткое описание чертежей
Задачи и преимущества изобретения станут понятными по прочтении нижеследующего подробного описания изобретения в сочетании с прилагаемыми к описанию чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 – сигналы синхронизации и опорные символы, передаваемые в соте с FDD;
на фиг. 2 – сигналы синхронизации и опорные символы, передаваемые в соте с TDD;
на фиг. 3a, 3b и 3c – типичные частотные характеристики трех типов каналов для случая соты 20 МГц в условиях хорошего покрытия;
на фиг. 4 – частотная характеристика канала ETU 3GPP для соты 20 МГц в условиях низкого покрытия (отношение сигнал/шум -10 дБ);
на фиг. 5 – блок-схема этапов/процессов в одном из аспектов, выполняемых схемой в соответствии с некоторыми, но не обязательно всеми примерами осуществления изобретения;
на фиг. 5А – блок-схема в одном из аспектов, более подробно иллюстрирующая один или несколько этапов/процессов/схем, показанных на фиг. 5;
на фиг. 6 – блок-схема примера осуществления предлагаемого в изобретении устройства.
Подробное описание изобретения
Различные отличительные признаки изобретения описаны ниже со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Различные аспекты изобретения более подробно описаны ниже на ряде примеров его осуществления. Чтобы облегчить понимание изобретения, многие аспекты изобретения описаны в виде последовательностей действий, которые должны выполняться элементами компьютерной системы или другого оборудования, способного выполнять запрограммированные команды. Необходимо иметь в виду, что в каждом из вариантов осуществления различные действия могут выполняться специализированными схемами (например, аналоговыми и/или дискретными логическими элементами, взаимосвязанными для выполнения специализированной функции), одним или несколькими процессорами, запрограммированными с помощью соответствующего набора команд, или комбинацией того и другого. Термин "схема, предназначенная для" выполнения одного или нескольких из описанных действий, используется здесь для обозначения любого такого варианта осуществления (т.е. одной или нескольких специализированных схем в отдельно или в сочетании с одним или несколькими программируемыми процессорами). Кроме того, изобретение может дополнительно рассматриваться как воплощенное полностью в любой форме энергонезависимого машиночитаемого носителя данных, такого как твердотельная память, магнитный диск или оптический диск, содержащего соответствующий набор компьютерных команд, которые побуждают процессор выполнять описанные здесь технологии. Таким образом, различные аспекты изобретения могут быть воплощены во многих различных формах, и все такие формы рассматриваются как попадающие в рамки объема изобретения. Для каждого из различных аспектов изобретения любая такая форма вышеописанных вариантов осуществления может упоминаться здесь как "логика, предназначенная для" выполнения описанного действия или, альтернативно, как "логика", которая выполняет описанное действие.
Чтобы проиллюстрировать различные аспекты изобретательской технологии, части этого описания в основном сфокусированы на сценариях, в которых устройство связи машинного типа работает в пределах заданной полосы частот соты, но настраивает свой приемник только на части полосы частот передачи в любой заданный момент времени и, следовательно, вынуждено перенастраивать свой приемник для приема других частей полосы частот передачи соты. Таким образом, несущая частота лишь незначительно меняется между приемами. Это отличается от случаев, когда необходимо проводить межчастотные измерения (возможно в другой полосе частот).
Несмотря на такую нацеленность, изобретение не ограничивается использованием только в устройствах связи машинного типа, но может использоваться в любых обстоятельствах, в которых его применение окажется полезным.
В одном из аспектов предлагаемые в настоящем изобретении варианты осуществления используют преимущество того, что, если частота несущей изменяется незначительно и пределах системной полосы частот нисходящей линии соты, в которой размещается устройство, процедура АРУ может быть оптимизирована. Оптимизированная процедура может быть выполняться поэтапно, причем степень оптимизации определяется на основе расстояния между текущей и целевой несущими частотами и/или степенью покрытия.
Эти и другие аспекты ниже описываются более подробно.
В одном из аспектов предлагаемых в изобретении вариантов осуществления планировщик АРУ реализует алгоритм выбора того, какой из ряда способов АРУ использовать в любой момент времени, при этом выбор основывается на одном или нескольких из следующих соображений:
• существует ли значение коэффициента усиления для текущей несущей частоты (т.е. для частоты, на которую в настоящее время настроен приемник);
• расстояние по частоте между текущей несущей частотой и несущей частотой, на которую должен быть настроен приемник;
• степень покрытия на текущей несущей частоте (например, в смысле отношения сигнал/шум (SNR), отношения сигнал/помеха (SIR) и/или отношения сигнал/помеха плюс шум (SINR), которые свидетельствуют о том, работает ли устройство в режиме так называемого расширенного покрытия или нормального покрытия, насколько эти термины известны из области мобильной связи). Если покрытие устройства является расширенным, то тепловой шум малошумящего усилителя в приемнике доминирует над источниками помех (например, из соседних сот). В этих условиях то же значение коэффициента усиления, которое используется в настоящее время, может быть использовано для работы на целевой частоте, пока устройство (например, устройство связи машинного типа) работает в пределах ширины полосы частот обслуживаемой соты. Это в отличие от сценариев, которые в общем случае ограничены помехами, в результате чего значение коэффициента усиления для использования на целевой частоте очень сильно зависит от того, являются ли обслуживаемые соты (и внутричастотный сосед) пустыми или полностью заполненными в соответствующем субкадре;
• находятся ли исходные (текущие) несущие частоты и целевые несущие частоты в пределах системной полосы частот нисходящей линии той же соты, например, соты, обслуживающей абонентские станции в широкой полосе частот, а также устройства связи машинного типа в узких поддиапазонах;
• связаны ли друг с другом исходящая и целевая соты; например, расположенные по соседству соты, работающие во внутриполосной смежной агрегации несущих частот (первичная сота и одна или несколько вторичных сот) для абонентских станций, поддерживающих эту функцию, и для которых может предполагаться фиксированное значение смещения, или другие расположенные по соседству соты, например, соты, работающие на одной несущей частоте для широковещательной и многоадресной передачи и на другой несущей частоте для одноадресной передачи;
• ожидаемое значение изменчивости канала в отношении частоты и степени покрытия на основе предыдущих приемов или другой априорной информации.
Другим аспектом некоторых предлагаемых в настоящем изобретении вариантов осуществления является использование базы архивных данных об изменчивости, в которой хранятся архивные данные, касающиеся различий в коэффициенте усилении на разных частотах при различной степени покрытия.
Эти и другие аспекты описаны ниже со ссылкой на Фиг. 5, на котором, с одной стороны, представлена блок-схема этапов/процессов, выполняемых схемой в соответствии с некоторыми, но не обязательно всеми примерами осуществления, соответствующими изобретению. С другой стороны, фиг. 5 можно рассматривать как изображение типичного средства 500, содержащего различные типичные схемы (например, процессор с жесткой программой и/или специально запрограммированный процессор), предназначенные для выполнения описанных функций.
Функциональность, изображенная на фиг. 5, относится к случаю, когда устройству требуется перестройка своего приемника с текущей частоты fl на соседнюю частоту, f2. На одном из этапов схема определяет, имеются ли существующие значения коэффициента усиления для текущей несущей частоты f1 (блок 501 принятия решения). Если нет (путь "Нет" из блока 501 принятия решения), то необходимо выполнить полный (т.е. не оптимизированный) алгоритм АРУ, поэтому обработка продолжается на этапе 513.
Если имеются существующие значения коэффициента усиления для текущей несущей частоты fl (путь "Да" из блока 501 принятия решения), то дальнейшая обработка определяет, могут ли они использоваться в качестве основы для запуска оптимизированного алгоритма АРУ. В рамках этой дополнительной обработки определяется один или несколько показателей изменчивости коэффициента усиления (этап 503). Типичные показатели изменчивости коэффициента усиления включают в себя, но не ограничиваются, следующие показатели:
• величина разности частот |f2-fl| (например, в Гц) между текущей (исходной) частотой и новой (целевой) частотой (f2);
• текущая степень покрытия устройства. В некоторых вариантах осуществления это может быть установлено непосредственно (например, на основе сетевой сигнализации, которая может быть выделенной сигнализацией, направленной на устройство, или, альтернативно, широковещательно передаваемой устройствам в зоне покрытия). Альтернативно, текущая степень покрытия устройства может быть установлена косвенно. Косвенные показатели того, ли работает ли устройство в так называемом расширенном покрытии или нормальном покрытии, насколько эти термины известны из области мобильной связи, включает в себя, но не обязательно ограничиваются этим: измеренный уровень принятых опорных сигналов базовой станции, отношение сигнал/шум, отношение сигнал/помеха и/или отношение сигнал-смесь помехи с шумом. Используя эти типы показателей, устройство может оценить, находится ли желаемый сигнал значительно ниже уровня шума, что является индикатором того, что устройство находится в условиях расширенного покрытия. Если желаемый сигнал значительно превышает уровень шума, устройство работает в условиях нормального покрытия, в этом случае необходимо учитывать изменения канала:
• находятся ли исходная и целевая несущие частоты в пределах системной полосы пропускания нисходящей линии в той же самой соте;
• связаны ли друг с другом исходная и целевая соты; типичная взаимосвязь представляет собой случай, когда взаимосвязанные ячейки имеют фиксированное значение смещения относительно друг друга;
• условия распространения, где, например, выраженное многолучевое распространение может указывать на затухающие провалы в определенных частях спектра.
Любой один или комбинация вышеупомянутых показателей может использоваться для определения степени, в которой текущие значения коэффициента усиления могут использоваться либо "как есть", либо, по меньшей мере, в качестве начальной точки для определения значений коэффициентов усиления для работы на целевой несущей частоте.
Далее устройство выясняет, имеются ли архивные данные об изменчивости коэффициента усиления для несущих частот fl и f2 (блок 505 принятия решения). Архивные данные об изменчивости коэффициента усиления – это запись, указывающая на типичную разницу в коэффициенте усиления, которую устройство использовало при приеме на частотах fl и f2 в прошлом для различных степеней покрытия.
Если такие архивные данные отсутствуют (путь "Нет" из блока 505 принятия решения), то критерии по умолчанию (консервативные) (например, одно или несколько пороговых значений) получают на основе типичных моделей каналов или другой статической априорной информации (этап 507). Но если архивные данные об изменчивости коэффициента усиления доступны (путь "Да" из блока 505 принятия решения), то они используются для генерации критериев (например, одного или нескольких пороговых значений), которые лучше адаптированы к фактическим условиям работы устройства (этап 509).
Независимо от того, генерируются ли они из информации по умолчанию или из архивных данных, пороговые значения, генерируемые на этапах 507 и 509, представляют собой пороговые значения, которые определяют, когда один режим АРУ должен использоваться вместо другого для данной разности частот f1 и f2. В этом отношении показатели изменчивости коэффициента усиления, определенные на этапе 503, влияют на то, какие пороговые значения будут генерироваться на любом из этапов 507 и 509.
Далее сгенерированные критерии (пороговые значения) используются в качестве основы для выбора способа получения значений коэффициента усиления для устройства (этап 511). В частности, и как это более подробно показано на фиг. 5A, этап 511 по меньшей мере в некоторых примерах осуществления включает в себя определение разности частот между исходной несущей частотой (текущей) f1 и целевой несущей частотой f2 (этап 551). Затем установленная разность частот сравнивается (на этапе 553) с критериями (пороговыми значениями), генерируемыми на одном из этапов 507 и 509. Если разность частот больше, чем первое пороговое значение, это означает, что разность частот велика по сравнению с изменчивостью канала; следовательно, используется надежный режим АРУ ("полной АРУ"), который не исходит из каких-либо предположений относительно принятой мощности (этап 513).
Если в сравнении, проиллюстрированном блоком 553 принятия решения, разность частот меньше первого порогового значения, зависящего от покрытия, но (по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления) больше, чем второе пороговое значение, то разность частот считается довольно малой по сравнению с изменчивостью канала. Следовательно, для получения значений коэффициента усиления используется оптимизированный алгоритм АРУ с оптимизацией, вытекающей из использования существующих значений коэффициента усиления для работы на частоте fl в качестве исходной точки (этап 515).
Возвращаясь к этапу 511 и, в частности, к сравнению, иллюстрируемому блоком 553 принятия решения, если разность частот меньше, чем второе пороговое значение, зависящее от степени покрытия, то разность частот считается малой по сравнению с изменчивостью канала (т.е. малой по сравнению с шириной полосы когерентности – полосы частот, в которой частотные характеристики канала могут считаться неизменными), и АРУ не используется вообще. Вместо этого текущие (сохраненные) значения коэффициента усиления для работы на частоте fl используются для работы на целевой частоте f2 (этап 517).
Сгенерированные на одном из этапов 513, 515 и 517 значения коэффициента усиления применяются к приемнику (т.е. для регулировки усиления усилителя, как это показано на этапе 518), и начинается прием данных (этап 519), и коэффициент усиления непрерывно обновляется для отслеживания изменчивости канала.
Поскольку этот вариант осуществления опирается на архивные данные об изменчивости коэффициента усиления, предпочтительно сделать эти данные максимально полными. Таким образом, данные об изменчивости коэффициента усиления обновляются для частот fl и f2 для улучшения будущих решений.
Следующие примеры иллюстрируют, как значения коэффициента усиления могут генерироваться в примере осуществления изобретения:
Пример 1
Предположим, что показатель = {|f2-fl| = 5 МГц, нормальное покрытие}, и для этого показателя имеются архивные данные. Следовательно, пороговые значения генерируются на основе архивных данных, и выполняется оптимизированный алгоритм АРУ.
Пример 2
Предположим, что показатель = {|f2-fl| = 5 МГц, нормальное покрытие}, и для этого показателя не существует архивных данных. Следовательно, пороговые значения генерируются на основе модели, и выполняется полный алгоритм АРУ.
Пример 3
Предположим, что показатель = {|f2-fl| = 5 МГц, расширенное покрытие}, и для этого показателя имеются архивные данные. Следовательно, пороговые значения генерируются на основе архивных данных, и сохраненный коэффициент усиления, используемый в настоящее время для приема на частоте fl, применяется для использования на частоте f2 без выполнения какого-либо алгоритма АРУ.
На фиг. 6 показана блок-схема примера осуществления устройства 600, соответствующего изобретению. Устройство содержит аналоговый входной радиочастотный модуль 601, известный из уровня техники. Аналоговый входной радиочастотный модуль 601 включает в себя, помимо прочих схем, по меньшей мере один усилитель, представленный в данном примере усилителем 603. Аналоговый входной радиочастотный модуль 601 настроен на заданную несущую частоту и принимает сигнал. Аналоговый входной радиочастотный модуль 601 выдает принятый аналоговый сигнал на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 605, который генерирует из него цифровой сигнал. Принятый цифровой сигнал подается в цифровую схему 607 основной полосы частот, которая обрабатывает сигнал для извлечения из него предполагаемых принятых данных.
Как описано выше, для хорошего приема данных важно, чтобы коэффициент усиления усилителя 603 был правильно отрегулирован. С этой целью принятый цифровой сигнал, подаваемый на выход АЦП 605, также подается в схему 609 АРУ, которая генерирует и выдает значения коэффициента усиления на вход управления усилением усилителя 603. В одном из аспектов этого варианта осуществления схема 609 АРУ может выборочно выполнять либо полный, либо оптимизированный алгоритм АРУ. Селективное управление схемой 609 АРУ также может побудить ее не запускать какой-либо алгоритм вообще, а вместо этого просто использовать текущее значение коэффициента усиления (используемое для работы на текущей/исходной несущей частоте) для работы на новой целевой несущей частоте. Хотя этот последний вариант описан именно как действие, выполняемое схемой 609 АРУ, понятно, что в некоторых вариантах осуществления схема 609 АРУ на самом деле не должна ничего делать для достижения желаемого результата, поскольку усилитель 603 уже работает с желаемым (текущим) значением коэффициента усиления.
Селективная работа схемы 609 АРУ контролируется планировщиком 611, который предназначен для выполнения методологии, согласующейся с принципами, описанными в данном документе, например со ссылкой на Фиг. 5. Таким образом, планировщик 611 соединен со схемой 609 АРУ, тем самым позволяя планировщику 611 выдавать один или более управляющих сигналов схеме 609 АРУ, а также (в некоторых вариантах осуществления) принимать информацию от схемы 609 АРУ, такую как информация об используемом в настоящее время коэффициенте усиления.
В этом проиллюстрированном варианте осуществления планировщик 611 также связан с энергонезависимой памятью 613, по меньшей мере, для хранения и предоставления доступных данных 615, таких как данные об изменчивости коэффициента усиления, как это описано ранее.
Планировщик 611 может быть воплощен в любом количестве форм, таких как формы, программируемые отдельно или в сочетании с другими схемами 617. Когда используется программируемый процессор, память 613 может дополнительно хранить программные данные 619, предназначенные для побуждения процессора к выполнению операций управления АРУ, как они описаны выше со ссылкой на фиг. 5.
В этом примере варианта осуществления запоминающее устройство 613 показано как объект, который отделен от планировщика 611. Однако это не является обязательным требованием; в альтернативных вариантах осуществления сам планировщик 611 может включать в себя одно или несколько запоминающих устройств.
Чтобы дополнительно проиллюстрировать аспекты вариантов осуществления изобретения, ниже описан пример, который применяет описанные выше принципы. Предположим, что недорогое устройство связи машинного типа, способное поддерживать полосу пропускания, охватывающую только шесть ресурсных блоков (т.е. 1,4 МГц), находится в соте, имеющей системную полосу пропускания нисходящей линии 100 ресурсных блоков (20 МГц). Устройству выделен поддиапазон, содержащий шесть ресурсных блоков в части спектра, вне центральных шести ресурсов, для одноадресной связи. Устройство должно регулярно перенастраиваться на центральные шесть ресурсных блоков для поиска сигналов синхронизации и для выполнения измерений мультимедийной широковещательной передачи по одночастотной сети (RSRP) во внутричастотных соседних сотах. Таким образом, устройство связи машинного типа неоднократно перескакивает назад и вперед между группами ресурсных блоков (каждая из которых имеет ширину шесть ресурсных блоков) в пределах полосы пропускания нисходящей линии главной обслуживающей соты.
При скачкообразной перестройке в одной и той же соте уровень мощности опорных сигналов в целевом поддиапазоне (т.е. в центральных шести ресурсных блоках) известен из предыдущей работы в этой части спектра; следовательно, устройство имеет хорошее представление об ожидаемой изменчивости коэффициента усиления при перестройке в целевой поддиапазон и может отказаться от поиска значения коэффициента усиления и вместо этого непосредственно применять, например, то же значение аналогового коэффициента усиления, которое использовалась для исходного поддиапазона.
При работе в сложных условиях радиосвязи с замиранием частотные характеристики радиоканала могут варьироваться в системной полосе пропускания нисходящей линии. В таких случаях, чем больше расстояние между исходными и целевыми поддиапазонами, тем больше могут отличаться характеристики радиоканала. В результате, когда обнаружено значительное затухание, устройство может применять более консервативный подход и искать/корректировать коэффициент усиления, прежде чем пытаться принять сигнал в целевом поддиапазоне. Это связано с тем, что из архивных данных известно, что даже небольшое изменение частоты может приводить к большим изменениям коэффициента усиления; следовательно, просто использование значения коэффициента усиления, применяемого на исходной частоте, не будет работать. Архивные данные напрямую не содержат того, какой коэффициент усиления можно использовать для некоторой частоты, а скорее указывает, насколько большое изменение можно ожидать.
Различные аспекты описанной выше технологии обеспечивают преимущества по сравнению с обычными технологиями АРУ. Например, путем обнаружения, когда можно использовать оптимизированную процедуру АРУ (или даже когда могут применяться текущие значения коэффициента усиления, как "как они есть" для целевой частоты), устройства избегают излишней траты времени и энергии для получения значений коэффициента усиления.
Изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Однако специалистам в данной области техники очевидно, что изобретение можно воплотить в конкретных формах, отличных от тех, которые описаны выше. Описанные варианты осуществления являются лишь иллюстративными и никоим образом не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение. Объем изобретения дополнительно определяется прилагаемой формулой изобретения, а не только вышеприведенным описанием, и все варианты и эквиваленты, которые попадают в рамки объема формулы изобретения, считаются охваченными изобретением.
1. Способ регулировки усиления усилителя (603) приемника (600), работающего в системе сотовой связи, включающий в себя:
определение (551) разности частот между текущей несущей частотой и целевой несущей частотой;
сравнение (553) разности частот с первым пороговым значением;
в ответ на удовлетворение первого критерия, который заключается в том, что разность частот больше первого порогового значения, выполнение (513) полного алгоритма автоматической регулировки усиления для получения целевого значения коэффициента усиления;
в ответ на удовлетворение второго критерия, который заключается в том, что разность частот меньше первого порогового значения, выполнение (515) оптимизированного алгоритма автоматической регулировки усиления для получения целевого значения коэффициента усиления, при этом оптимизированный алгоритм автоматической регулировки усиления использует в качестве начальной точки текущее значение коэффициента усиления; и
использование (518) целевого значения коэффициента усиления для регулировки коэффициента усиления усилителя.
2. Способ по п. 1, в котором второй критерий дополнительно заключается в том, что разность частот больше второго порогового значения.
3. Способ по п. 2, предусматривающий:
использование одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения второго критерия.
4. Способ по п. 2, в котором:
в ответ на удовлетворение третьего критерия, который заключается в том, что разность частот меньше как первого, так и второго пороговых значений, использование (517) текущего значения коэффициента усиления в качестве целевого значения коэффициента усиления.
5. Способ по п. 1, в котором оптимизированный алгоритм автоматической регулировки усиления использует в качестве начальной точки текущее значение коэффициента усиления.
6. Способ по п. 1, включающий в себя:
определение (503) одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления.
7. Способ по п. 6, в котором определение одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления включает в себя одно или более из следующих действий:
определение текущей степени покрытия приемника;
определение того, находятся ли текущая несущая частота и целевая несущая частота в пределах системной полосы частот нисходящей линии связи одной и той же соты системы сотовой связи;
определение, связаны ли исходная сота и целевая сота друг с другом, причем исходная сота передает на текущей несущей частоте, а целевая сота передает на целевой несущей частоте; и
определения условий распространения сигнала, достигающего приемника.
8. Способ по п. 6, предусматривающий:
использование одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия.
9. Способ по п. 8, в котором использование одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия включает в себя:
использование модели канала и одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия.
10. Способ по п. 8, в котором использование одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия включает в себя:
использование статической информации и одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия.
11. Способ по п. 8, в котором использование одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия включает в себя:
определение (505) наличия архивных данных об изменчивости коэффициента усиления; и
в ответ на имеющиеся архивные данные об изменчивости коэффициента усиления использование (509) архивных данных об изменчивости коэффициента усиления и одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия.
12. Способ по п. 1, предусматривающий:
обновление (521) базы архивных данных об изменчивости коэффициента усиления на основе одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления.
13. Способ по п. 12, в котором база архивных данных об изменчивости коэффициента усиления обеспечивает информацию, указывающую, какие значения коэффициента усиления использовались в прошлом при приеме данных на одной или нескольких конкретных частотах.
14. Устройство регулировки коэффициента усиления усилителя (603) приемника (600), работающего в системе сотовой связи, содержащее:
схему (611), предназначенную для определения разности частот между текущей несущей частотой и целевой несущей частотой;
схему (61l), предназначенную для сравнения разности частот с первым пороговым значением;
схему (609), предназначенную для выполнения полного алгоритма автоматической регулировки усиления для получения целевого значения коэффициента усиления в ответ на удовлетворение первого критерия, заключающегося в том, что разность частот больше первого порогового значения;
схему (609), предназначенную для выполнения оптимизированного алгоритма автоматической регулировки усиления для получения целевого коэффициента усиления в ответ на удовлетворение второго критерия, заключающегося в том, что разность частот меньше первого порогового значения, при этом оптимизированный алгоритм автоматической регулировки усиления использует в качестве начальной точки текущее значение коэффициента усиления; и
схему (609), предназначенную для использования целевого значения коэффициента усиления для регулировки коэффициента усиления усилителя.
15. Устройство по п. 14, в котором второй критерий дополнительно заключается в том, что разность частот больше второго порогового значения.
16. Устройство по п. 15, содержащее:
схему, предназначенную для использования одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения второго порогового значения.
17. Устройство по п. 15, содержащее:
устройство, предназначенное для использования текущего значения коэффициента усиления в качестве целевого значения коэффициента усиления в ответ на удовлетворение третьего критерия, заключающегося в том, что разность частот меньше как первого, так и второго пороговых значений.
18. Устройство по п. 14, в котором оптимизированный алгоритм автоматической регулировки усиления использует текущее значение коэффициента усиления в качестве начальной точки.
19. Устройство по п. 14, содержащее схему, предназначенную для определения одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления.
20. Устройство по п. 19, в котором схема, предназначенная для определения одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления, содержит одну или несколько из следующих схем:
схему, предназначенную для определения текущей степени покрытия приемника;
схему, предназначенную для определения того, находятся ли текущая несущая частота и целевая несущая частота в пределах системной полосы пропускания нисходящей линии связи одной и той же соты системы сотовой связи;
схему, предназначенную для определения, связаны ли исходная сота и целевая сота друг с другом, причем исходная сота передает на текущей несущей частоте, а целевая сота передает на целевой несущей частоте; и
схему, предназначенную для определения условий распространения сигнала, достигающего приемника.
21. Устройство по п. 19, содержащее:
схему, предназначенную для использования одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого порогового значения.
22. Устройство по п. 21, в котором схема, предназначенная для использования одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия, включает в себя:
схему, предназначенную для использования модели канала и одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия.
23. Устройство по п. 21, в котором схема, предназначенная для использования одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия, содержит:
схему, предназначенную для использования статической информации и одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия.
24. Устройство по п. 21, в котором схема, предназначенная для использования одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия, содержит:
схему, предназначенную для определения того, доступны ли архивные данные об изменчивости коэффициента усиления; и
схему, предназначенную для использования архивных данных об изменчивости коэффициента усиления и одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления для получения первого критерия в ответ на имеющиеся архивные данные об изменчивости коэффициента усиления.
25. Устройство по п. 14, содержащее:
схему, предназначенную для обновления базы архивных данных об изменчивости коэффициента усиления на основе одного или нескольких показателей изменчивости коэффициента усиления.
26. Устройство по п. 25, в котором база архивных данных об изменчивости коэффициента усиления содержит информацию, указывающую, какие значения коэффициента усиления использовались в прошлом при приеме данных на одной или нескольких конкретных частотах.
27. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных (611, 613), содержащий команды, которые при их выполнении одним или несколькими процессорами приемника, работающего в системе сотовой связи, побуждают приемник выполнять способ регулировки усиления усилителя в приемнике, включающий в себя:
определение (551) разности частот между текущей несущей частотой и целевой несущей частотой;
сравнение (553) разности частот с первым пороговым значением;
в ответ на удовлетворение первого критерия, заключающегося в том, что разность частот больше первого порогового значения, выполнение (513) полного алгоритма автоматической регулировки усиления для получения целевого коэффициента усиления;
в ответ на удовлетворение второго критерия, заключающегося в том, что разность частот меньше первого порогового значения, выполнение (515) оптимизированного алгоритма автоматической регулировки усиления для получения целевого значения коэффициента усиления, при этом оптимизированный алгоритм автоматической регулировки усиления использует в качестве начальной точки текущее значение коэффициента усиления; и
использование целевого значения коэффициента усиления для регулировки усиления усилителя.
28. Приемник (600), содержащий:
усилитель (603) и
устройство по любому из пп. 14-26, предназначенное для управления усилителем.
29. Абонентская станция, содержащая приемник (600) по п. 28.
30. Абонентская станция по п. 29, представляющая устройство связи машинного типа (MTC).
